液化场地加固条件下高桩码头抗震性能分析
发布时间：2021-07-14 01:52
港口码头工程作为重要的交通基础设施关键节点,是国家实施“一带一路”倡议的重要支撑工程。然而,“一带一路”沿线地震带分布遍及了大多数重要港口,同时地基液化是地震作用下造成港口码头结构破坏的主要原因之一,因此提高港口码头的抗震减灾、防控液化性能是目前面临的挑战,而地基加固是有效防控地基液化的主要方法。目前国内外学者对港口码头抗震性能分析和地基处理方法做了大量研究工作,但对港口码头的抗震减震措施多从结构层面考虑,通过对码头后方场地进行地基处理以探究处理前后码头抗震性能差异的系统性研究较少。同时在港口码头地基处理方面,多数研究工作针对碎石桩、塑料排水板等常用措施,对于加筋碎石桩这种新型地基处理方式在高桩码头工程中的应用未有研究。鉴于此,本文基于有限差分数值计算方法,以高桩码头这一常见的码头结构形式为分析对象,分别利用碎石桩和加筋碎石桩在码头后方场地进行地基加固,分析评价加固后液化场地高桩码头的抗震性能。主要工作总结如下:首先,结合典型高桩码头离心机振动台试验,建立了液化场地高桩码头三维数值模型,得到了地震荷载下高桩码头的动力响应,重点研究了数值模型的网格划分,材料本构模型,边界条件等计算参数取...
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：97 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
中国强震及地震带分布
哈尔滨工业大学工程硕士学位论文-2-一[5]。因此加强港口码头的抗震减灾、防控液化性能是目前面临的挑战，也是建设“一带一路”所必需关注的问题。图1-2“一带一路”沿线地震带分布[6]“一带一路”重大战略的推进要求进一步加强港口工程的建设工作，港口工程抗震性能便是其中重要的一环，从历年发生的地震中，几乎所有的港口码头破坏都与地基液化有关[7]。而港口码头地基处理是抗震减灾、防控液化的重要措施，在目前港口码头地基处理中常用的方法有复合地基法、换填法、深层水泥土拌和法、排水和化学固结方法等[8]。其中复合地基处理中常用的是利用碎石桩对地基进行加固，碎石桩因其加固成本较低，加固效果较好，从而被应用到软弱地基和可液化场地的地基处理中，特别是在港口工程中应用较多[9]。但当碎石桩应用于松软砂土场地时，低强度的桩周土无法给碎石桩提供足够的约束，地震荷载下，碎石材料会产生较大的侧向变形容易发生断裂，进而降低复合地基的承载力，同时周围土颗粒极容易进入碎石桩中填充碎石孔隙从而降低碎石桩的排水效果，进而影响其抗液化性能。在1985年，VanImpel[10]提出了加筋碎石桩概念，就是采用拥有比较高抗拉强度的土工格栅、土工织物等土工合成材料包裹碎石桩，这样可以最大程度上发挥土工合成材料的抗拉性能，可以对桩体中的碎石材料提供充足的侧向约束，大幅度提高了复合地基承载力，同时土工材料的存在并不会影响复合地基排水性能，还能保证在地震荷载下桩体的整体性从而保证良好的排水通道。高桩码头作为主要的港口建筑物是一种常见的能承受很大荷载的码头形式，其上方一般为桩台或承台，下方由桩基支撑，码头与岸坡之间还会设置接岸构件。上部结构与桩基连接构成码头整体，可以直接承受作用在上部结构?
哈尔滨工业大学工程硕士学位论文-13-a)均匀楔形体单元b)标准六面体单元图2-4FLAC3D网格单元图2-5离心机试验原型数值模型2.3.2边界条件FLAC3D软件在计算的不同阶段（静力计算、动力计算）需设置不同的边界条件，同时由于码头结构涉及到流固耦合问题，需考虑流体边界以达到准确计算的目的，下面就这三种情况分别对模型的边界条件进行介绍。2.3.2.1静力边界条件在静力计算阶段，需约束模型左右两侧（x方向）和前后两侧（y方向）边界节点的水平位移，在模型底部约束其水平及竖向（z方向）位移，模型顶部为自由边界，然后让土体在自重应力下达到第一次的计算平衡。2.3.2.2动力边界条件在动力分析阶段，动力荷载到达边界时会受到模型静力边界条件的影响，z0z1z2z3z4z5z0z1z2z3z4z5z6z7
本文编号：3283162
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：97 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
中国强震及地震带分布
哈尔滨工业大学工程硕士学位论文-2-一[5]。因此加强港口码头的抗震减灾、防控液化性能是目前面临的挑战，也是建设“一带一路”所必需关注的问题。图1-2“一带一路”沿线地震带分布[6]“一带一路”重大战略的推进要求进一步加强港口工程的建设工作，港口工程抗震性能便是其中重要的一环，从历年发生的地震中，几乎所有的港口码头破坏都与地基液化有关[7]。而港口码头地基处理是抗震减灾、防控液化的重要措施，在目前港口码头地基处理中常用的方法有复合地基法、换填法、深层水泥土拌和法、排水和化学固结方法等[8]。其中复合地基处理中常用的是利用碎石桩对地基进行加固，碎石桩因其加固成本较低，加固效果较好，从而被应用到软弱地基和可液化场地的地基处理中，特别是在港口工程中应用较多[9]。但当碎石桩应用于松软砂土场地时，低强度的桩周土无法给碎石桩提供足够的约束，地震荷载下，碎石材料会产生较大的侧向变形容易发生断裂，进而降低复合地基的承载力，同时周围土颗粒极容易进入碎石桩中填充碎石孔隙从而降低碎石桩的排水效果，进而影响其抗液化性能。在1985年，VanImpel[10]提出了加筋碎石桩概念，就是采用拥有比较高抗拉强度的土工格栅、土工织物等土工合成材料包裹碎石桩，这样可以最大程度上发挥土工合成材料的抗拉性能，可以对桩体中的碎石材料提供充足的侧向约束，大幅度提高了复合地基承载力，同时土工材料的存在并不会影响复合地基排水性能，还能保证在地震荷载下桩体的整体性从而保证良好的排水通道。高桩码头作为主要的港口建筑物是一种常见的能承受很大荷载的码头形式，其上方一般为桩台或承台，下方由桩基支撑，码头与岸坡之间还会设置接岸构件。上部结构与桩基连接构成码头整体，可以直接承受作用在上部结构?
哈尔滨工业大学工程硕士学位论文-13-a)均匀楔形体单元b)标准六面体单元图2-4FLAC3D网格单元图2-5离心机试验原型数值模型2.3.2边界条件FLAC3D软件在计算的不同阶段（静力计算、动力计算）需设置不同的边界条件，同时由于码头结构涉及到流固耦合问题，需考虑流体边界以达到准确计算的目的，下面就这三种情况分别对模型的边界条件进行介绍。2.3.2.1静力边界条件在静力计算阶段，需约束模型左右两侧（x方向）和前后两侧（y方向）边界节点的水平位移，在模型底部约束其水平及竖向（z方向）位移，模型顶部为自由边界，然后让土体在自重应力下达到第一次的计算平衡。2.3.2.2动力边界条件在动力分析阶段，动力荷载到达边界时会受到模型静力边界条件的影响，z0z1z2z3z4z5z0z1z2z3z4z5z6z7
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